Szaturnusz | |
Szaturnuszt látta a Cassini szonda 2008-ban. | |
Orbitális jellemzők | |
---|---|
Fél-fő tengely | 1426700000 km (9,536 7 in ) |
Aphelia | 1503500000 km (10,05 au ) |
Napközel | 1 349 800 000 km ( 9,023 in ) |
Orbitális kerület | 8.957.500.000 km (59.877 in ) |
Különcség | 0,0539 |
Forradalmi időszak | 10 754 nap (≈ 29,44 a ) |
Zsinati időszak | 378 039 d |
Átlagos keringési sebesség | 9640 7 km / s |
A pálya maximális sebessége | 10,182 km / s |
Minimális keringési sebesség | 9,141 km / s |
Dőlés az ekliptikán | 2,486 ° |
Növekvő csomópont | 113,7 ° |
Perihelion érv | 338,94 ° |
Ismert műholdak | 82 megerősített (ebből 53 nevet kapott) és körülbelül 150 kisebb hold . |
Ismert gyűrűk | Fő 7 , finoman felosztva. |
Fizikai tulajdonságok | |
Egyenlítői sugár | 60 268 km (9,4492 Föld) |
Poláris sugár | 54,359 km (8,5521 Föld) |
Volumetrikus középsugár |
58 232 km (9 014 föld) |
Lapítás | 0,09796 |
Egyenlítői kerülete | 378,675 km |
Terület | 4 346 6 × 10 10 km 2 (83 703 föld) |
Hangerő | 8 271 3 × 10 14 km 3 (763 föld) |
Tömeg | 5 684 6 × 10 26 kg (95 152 Föld) |
Teljes sűrűség | 687,3 kg / m 3 |
Felületi gravitáció | 10,44 m / s 2 (1,064 g) |
Kioldási sebesség | 35,5 km / s |
Forgatási időszak ( sziderális nap ) |
0,448 nap (10 óra 33 perc) |
Forgási sebesség (az Egyenlítőnél ) |
34,821 km / h |
Tengely billenése | 26,73 ° |
Az északi pólus jobb felemelkedése | 40,60 ° |
Az Északi-sark deklinációja | Op .: 83,54 ° |
Vizuális geometriai albedó | 0,47 |
Bond Albedo | 0,342 |
Solar besugárzott | 14,90 W / m 2 (0,011 Föld) |
A fekete test egyensúlyi hőmérséklete |
81,1 K ( -191,9 ° C ) |
Felületi hőmérséklet | |
• Hőmérséklet 10 k Pa nyomáson | 84 K ( −189 ° C ) |
• Hőmérséklet 100 k Pa | 134 K ( −139 ° C ) |
A légkör jellemzői | |
Sűrűség át 100 K Pa |
0,19 kg / m 3 |
Pikkelymagasság | 59,5 km |
Átlagos moláris tömeg | 2,07 g / mol |
Dihidrogén H 2 | > 93% |
Hélium He | > 5% |
Metán CH 4 | 0,2% |
Vapor vízzel H 2 O | 0,1% |
Ammónia NH 3 | 0,01% |
Etán C 2 H 6 | 0,0005% |
Foszfor-hidrid PH 3 | 0,0001% |
Sztori | |
Babiloni istenség | Ninurta ( Ninib ) |
Görög istenség | Κρόνος |
Kínai név (kapcsolódó tétel) |
Tǔxīng土星 (föld) |
Szaturnusz a hatodik bolygó a Naprendszerben sorrendben távolság a Nap , és a második legnagyobb méretű és tömegű után a Jupiter , ami olyan, mint, hogy egy gázóriás bolygót . Átlagos sugara 58 232 km körülbelül kilenc és félszerese a Földének , 568,46 × 10 24 kg tömege pedig 95-szer nagyobb. Keringő átlagosan körülbelül 1,4 milliárd kilométert a Sun (9,5 csillagászati egység ), a keringési idejének mindössze 30 év alatti éves míg időszak forgási becsült 10 óra 33 perc .
A bolygó legismertebb tulajdonsága kiemelkedő gyűrűs rendszere . Főként jég- és porrészecskékből áll, amelyeket Galileo 1610- ben figyelt meg először, és kevesebb mint 100 millió évvel ezelőtt keletkeztek volna. A Szaturnusz az a bolygó, ahol a legtöbb természetes műhold található , 82 megerősített és több száz kisebb műhold áll a kíséretében. Legnagyobb holdja, a Titan a második legnagyobb a Naprendszerben (a Ganymede mögött , a Jupiter holdja mögött , mindkettő átmérője nagyobb, mint a Merkúré ), és ez az egyetlen ismert hold, amelynek jelentős atmoszférája van . Egy másik figyelemre méltó hold, az Enceladus , bocsát ki erős jég gejzírek és azt mondják, hogy egy potenciális élőhelye a mikrobiális élet .
A belső tér a Szaturnusz nagyon valószínűleg áll egy sziklás mag a szilikátok és a vas körül réteg teszi ki térfogat 96% hidrogén , amely egymás után fémes majd folyékony majd gáz alakú , kevert hélium . Így nincs szilárd felülete, és a legkisebb átlagos sűrűségű bolygó , 0,69 g / cm 3 - a víz sűrűségének 70% -a . A fémes hidrogénrétegben lévő elektromos áram előidézi magnetoszféráját , amely a Naprendszer második legnagyobb, de jóval kisebb, mint a Jupiteré . A Szaturnusz légköre általában unalmas és ellentétes, de a hosszú távú jellemzők hatszögnek tűnhetnek északi pólusával . A Szaturnusz szele 1800 km / h sebességet érhet el, amely a Neptunusz után a második leggyorsabb a Naprendszerben . Ezt feltárt négy űrszondák : Pioneer 11 , Voyager 1 és 2 , és Cassini-Huygens (elnevezett a két csillagászok nagyban fejlődésével ismereteket a Szaturnusz rendszer a XVII th században ).
Megfigyelhető a szabad szemmel az éjszakai égbolt köszönhetően átlagos látszólagos nagysága 0,46 - bár ez kevésbé fényerő, mint a többi bolygó - már ismert , hiszen a történelem előtti időkben , és ezzel hosszú idő óta a bolygó a világ. Legtávolabb a Nap ismert. Továbbá, annak irányzó ihlette mítoszok és névadója a római istene a mezőgazdaság Saturn ( Cronos a görög mitológiában ), annak asztronómiai szimbóluma ♄ képviselő isten sarló .
Szaturnusz az alakja egy ellipszoid forradalom : a bolygó lapos a pólusok és megduzzadtak, az Egyenlítőnél, következménye a gyors forgás önmagára, és egy rendkívül folyékony belső szerkezete is. Megállapodás szerint a bolygó felszínét az a hely határozza meg, ahol a légköri nyomás 1 bar (100 000 Pa ), és a magasságok referenciapontjaként szolgál. Egyenlítői és a poláris sugarak különböznek közel 10% -kal 60.268 km elleni 54364 km , ami egy átlagos térfogati sugara 58.232 km - 9,5-szer nagyobb, mint a Föld sugara. Ez 0,098- os kurtosisnak felel meg, amely a legnagyobb óriásbolygó - és általában a Naprendszer bolygója.
A Szaturnusz a Naprendszer második legnagyobb tömegű bolygója, tömege 3,3-szor kisebb, mint a Jupiteré , de 5,5-szerese a Neptunusnak és 6,5-szerese az Uránusnak . A Jupiter és a Szaturnusz a Föld tömegének 318-szorosának és 95-szeresének felel meg , a két bolygó a Naprendszer teljes bolygótömegének 92% -ával rendelkezik.
Az Egyenlítő menti felületi gravitáció , 8,96 m / s 2 , a Föld egyenlítőjének felszínén mért 90% -a . Az Egyenlítőnél a felszabadulás sebessége azonban 35,5 km / s , körülbelül háromszor gyorsabb, mint a Földön.
Szaturnusz a legkisebb sűrűségű bolygó a Naprendszer 0,69 g / cm 3 , vagy körülbelül 70% -a a víz sűrűsége. Valójában, bár a Szaturnusz magja lényegesen sűrűbb, mint a víz, az átlagos sűrűség alacsony a nagy légköre miatt. Ennek szemléltetésére néha megemlítik, hogy ha van egy elég nagy óceán, amely befogadja, akkor lebeg. A valóságban nyilván lehetetlen lenne egy olyan bolygó, amelynek kellően mély óceánja van - a Nap nagyságrendjében lenne és ezért nem lenne stabil -, és a Szaturnusz kohéziója nem maradna fenn, mert gáznemű, nagyon sűrű magja ennek megfelelően folyna.
A Szaturnuszt gázóriásnak minősítik, mert főleg hidrogénből és héliumból áll . Így a szokásos bolygómodellek azt sugallják, hogy a Szaturnusz belseje hasonló a Jupiteréhez, sziklás maggal, amelyet hidrogén és hélium vesz körül, valamint illékony anyagok nyomai vannak - más néven "jég".
A kőzet összetétele hasonló lenne a Földhöz, szilikátokból és vasból állna , de sűrűbb. A bolygó gravitációs teréből és a gáznemű bolygók geofizikai modelljeiből becsülik, hogy a mag tömegének a Föld tömegének 9–22-szeresének kell lennie, és átmérője eléri a körülbelül 25 000 km-t . Ezt egy vastagabb folyékony fémhidrogén réteg veszi körül , majd egy molekuláris hidrogén és hélium folyékony rétege következik, amely a magasság növekedésével fokozatosan gázzá alakul. A legkülső réteg 1000 km-nél hosszabb és gáz alkotja. Ezenkívül a Szaturnusz tömegének nagy része nincs a gáz szakaszában , mert a hidrogén folyadékká válik, amikor a sűrűség meghaladja a 0,01 g / cm 3 -et, és ez a határ egy gömb felszínén érhető el, amely a Szaturnusz tömegének 99,9% -ának felel meg.
A Szaturnusz belső hőmérséklete nagyon magas , a szíve eléri a 12 000 K-t (11 727 ° C ) , és a Jupiterhez hasonlóan több energiát sugároz az űrbe, mint amennyit a Naptól kap - körülbelül 1,78-szor. A hőenergia a Jupiter által generált Kelvin-Helmholtz mechanizmus a gravitációs nyomás lassú, de egy ilyen folyamat önmagában nem elég, hogy ismertesse a hőt a Szaturnusz, mert kevésbé masszív. Alternatív vagy kiegészítő mechanizmus lenne a hőtermelés a héliumcseppek "esője" révén a Szaturnusz mélyén. Amint a cseppek az alacsonyabb sűrűségű hidrogénen keresztül ereszkednek le, a folyamat így súrlódás útján hőt bocsát ki, és a Szaturnusz külső rétegeinek héliuma kimerül. Ezek az ereszkedő cseppek felhalmozódhattak a magot körülvevő héliumhéjban. Ezt a hidrogén és hélium keveredhetetlenségét , amelyet elméletileg az 1970-es évek óta jósoltak , 2021-ben kísérletileg igazolták. Azt is javasolják, hogy a gyémánt záporok a Szaturnuszon belül forduljanak elő, akárcsak a Jupiterben, valamint az Uránusz és a Neptunusz jégóriásai .
Azonban, mivel a távolság a Nap, Szaturnusz hőmérséklete gyorsan csökken, amíg eléri a 134 K (-139 ° C) át 1 bar, majd 84 K (-189 ° C) a 0.1 bar, a hatékony hőmérséklet 95 K (-178 ° C) .
A Szaturnusz felső légköre 96,3% hidrogén és 3,25% hélium . Ez az arány a hélium jelentősen alacsonyabb, mint a bőség ez az elem a sun . A héliumnál nehezebb elemek (az úgynevezett fémesség ) mennyisége nem ismert pontosan, de az arányok állítólag megfelelnek a Naprendszer kialakulásából eredő ősbőségeknek ; Becslések szerint ezen elemek össztömege a Föld tömegének 19–31-szerese, jelentős része a Szaturnusz magjának régiójában helyezkedik el. CH 4 metán nyomai, Etán C 2 H 6, Ammónia NH 3, Acetilén C 2 H 2és foszfin PH 3 szintén észlelték.
A nap ultraibolya sugárzása a metán fotolízisét okozza a légkör felső részében, ami szénhidrogének képződéséhez vezet , a kapott termékeket a turbulens örvények és a diffúzió útján szállítják lefelé . Ezt a fotokémiai ciklust modulálja a Szaturnusz szezonális ciklusa .
A felhők rétegeiA Jupiterhez hasonlóan a Szaturnusz légköre is párhuzamos sávokban szerveződik, bár ezek a sávok kevésbé kontrasztosak és szélesebbek az Egyenlítő közelében. Ezeket a sávokat a metán jelenléte okozza a bolygó légkörében, minél sötétebb, annál nagyobb a koncentráció.
A Szaturnusz felhőrendszerét csak a nyolcvanas években figyelték meg először a Voyager- küldetések során, azóta a földi távcsövek előrehaladtak, és lehetővé tették a szaturnusz légkör fejlődésének követését. Így a Jupiteren gyakori jellemzők, például a hosszú életű ovális zivatarok találhatók a Szaturnuszon; ezen sávok leírására használt nómenklatúra megegyezik a Jupiterével. A 1990 , a Hubble Space Telescope megfigyelt igen nagy fehér felhő felhő az egyenlítő közelében a Szaturnusz, amely során nem volt jelen a folyosón a Voyager szondák, és 1994-ben egy másik vihar szerényebb méretű volt megfigyelhető.
A Szaturnusz felhőinek összetétele a mélység és a nyomás növekedésével változik. A legmagasabb régiókban, ahol a hőmérséklet 100 K (–173 ° C) és 160 K (–113 ° C), valamint a 0,5 és 2 bar közötti nyomás között változik , a felhők ammóniakristályokból állnak . A H 2 O vízjég 2,5 és 9 bar között találhatóhőmérsékleten 185 K (-88 ° C) , hogy 270 K (-3 ° C) . Ezek a felhők keverednek az NH 4 SH ammónium-hidroszulfid jégfelhőivel3 és 6 bar között, 190 K (-83 ° C) és 235 K (-38 ° C) közötti hőmérsékleten . Végül, az alsó rétegek, ahol a nyomás a 10 és 20 bar és a hőmérsékleteket 270 K (-3 ° C) , hogy 330 K (57 ° C) , régiója tartalmaz egy olyan vízcseppeket ammóniával (ammónia vizes oldat ).
A Cassini- szonda által 2007-ben továbbított képeken az északi félteke atmoszférája kéknek tűnik, hasonlóan az Uránéhoz . Ezt a színt valószínűleg Rayleigh-szórás okozza .
ViharokA Szaturnusz szele a második leggyorsabb a Naprendszer bolygói között, a Neptunusz után . A Voyager adatai szerint a keleti szél legfeljebb 500 m / s ( 1800 km / h ) lehet.
Az 1990-ben megfigyelt vihar a Nagy Fehér Folt példája , egy egyedülálló, de rövid életű jelenség, amely minden szaturnuszi évben, vagy 30 földi évben egyszer fordul elő , az északi félteke nyári napfordulója körül . Nagy fehér foltok láthatók korábban 1876-ban , 1903-ban , 1933-ban és 1960-ban . Az utolsó nagy fehér foltot Cassini 2010-ben és 2011-ben figyelte meg. Rendszeresen nagy mennyiségű vizet engedve, ezek a viharok azt jelzik, hogy az alacsonyabb szaturnuszi légkör több vizet tartalmazna, mint a Jupiteré.
Az északi sarki örvény körül + 78 ° szélességben fennmaradó hatszögletű hullámrendszert - amelyet Szaturnusz hatszögnek hívnak - először a Voyager- képeknek köszönhetik . A hatszög oldalai mindegyike körülbelül 13 800 km hosszú, meghaladja a Föld átmérőjét. A teljes szerkezet valamivel több mint 10 h 39 perc 24 s periódussal forog , ami megfelel a bolygó emissziós rádiójának periódusának, és feltételezzük, hogy ez a belső Szaturnusz forgási periódusa. Ez a rendszer nem változik hosszúságban, mint a látható légkörben lévő többi felhőszerkezet. A minta eredete nem biztos, de a legtöbb tudós úgy véli, hogy a légkörben álló álló hullámok gyűjteménye . Valójában a laboratóriumban hasonló sokszög formákat reprodukáltak a folyadékok differenciális forgatásával.
A déli póluson a Hubble Űrtávcsővel 1997 és 2002 között készített képek sugáráram jelenlétét mutatják , de nem sarki örvényt vagy hasonló hatszögletű rendszert. A NASA azonban 2006 novemberében arról számolt be, hogy Cassini a hurrikánhoz hasonló vihart figyelt meg, a Déli-sarkon állomásozott, és a szeme egyértelműen körül volt határozva. Ez az egyetlen szem, amelyet valaha megfigyeltek a Földön kívüli bolygón; például a Galileo űrszonda képei nem mutatnak szemet a Jupiter Nagy Vörös Foltjában. A termográfia azt is feltárja, hogy ez a sarki örvény forró, ez az egyetlen ismert példa egy ilyen jelenségre a Naprendszerben. Míg a Szaturnusz tényleges hőmérséklete 95 K (−178 ° C) , addig az örvény hőmérséklete eléri a 151 K (−122 ° C) hőmérsékletet , ami valószínűleg a Szaturnusz legforróbb pontja. Közel 8000 km széles, a Földéhez hasonló méretű, és 550 km / h széllel jár . Több milliárd éves lehet.
Től 2004-es , hogy 2009-es , a Cassini szonda megfigyelt a kialakulását, fejlődését és vége erőszakos zivatarok, beleértve a Sárkány vihar vagy hézagok a felhőben struktúrát kialakító „gyöngy lánc” . A Szaturnusz zivatarai különösen hosszúak; például egy zivatar 2007 novemberétől 2008 júliusáig terjedt. Hasonlóképpen, egy nagyon heves zivatar 2009 januárjában kezdődik és több mint nyolc hónapig tart. Ezek a Naprendszerben eddig megfigyelt leghosszabb zivatarok. Az egyenlítőtől 35 ° -ra délre fekvő "viharos sikátor" nevű régió körül 3000 km átmérőjűek lehetnek. A Szaturnuszban a zivatarok által okozott elektromos sokk tízezerszer erősebb rádióhullámokat bocsát ki, mint a földi zivataroké.
A Szaturnusz belső mágneses mezővel rendelkezik, amelynek alakja egyszerű, és úgy viselkedik, mint egy mágneses dipólus , szinte a bolygó forgástengelyéhez igazodva, és amelynek mágneses északi pólusa megfelel a földrajzi déli pólusnak. 1979-ben fedezte fel a Pioneer 11 szonda, amikor megmérte az intenzitását: az Egyenlítőnél lévő erő körülbelül 0,2 Gauss (20 µT ), vagyis a Jupiter mezőjének huszad része, és kissé gyengébb, mint a földi mágnes . Ennek eredményeként, a Szaturnusz magnetoszféra - egy üregbe a napszél által a Föld mágneses mezeje - a második legnagyobb a Naprendszerben , de továbbra is jóval kisebb, mint a Jupiter . A magnetopauza , a Szaturnusz magnetoszféra és a napszél közötti határ csak a Szaturnusz sugárának (1.200.000 km ) húszszorosára esik a bolygó közepétől, míg a mágneses farok a Saturnus sugár százszorosára nyúlik vissza.
Valószínűleg a mágneses mező ugyanúgy keletkezik, mint a Jupiteré, amelynek konvekciós áramai vannak a folyékony fémhidrogén rétegben, ami dinamóhatást vált ki . Ez a magnetoszféra hatékonyan tereli el a részecskéket a napszéltől . A Szaturnusz magnetoszféra és a napszelek kölcsönhatása, akárcsak a Föld esetében, az északi fényt a bolygó pólusain hozza létre a látható , az infravörös és az ultraibolya tartományban .
Szaturnusz magnetoszféra tele van plazma származó, a bolygó és annak természetes műholdak , nevezetesen Enceladus , amely kilöki a 600 kg / s a vízgőz révén gejzírek található a déli pólus, vagy a légkörbe Titán amelynek ionizált részecskék kölcsönhatásba a magnetoszféra . Ezenkívül a magnetoszféra belsejében található egy sugárzási öv , hasonlóan a Föld Van Allen övéhez , amely energia részecskéket tartalmaz, amelyek elérhetik a tíz megaelektronvoltot .
A leggyakrabban elfogadott kialakulásának mechanizmusa a kialakulását bolygók az akkréciós minta a szív a akkréciós korong . Az olyan óriási bolygók, mint a Szaturnusz, a jég vonalán túl képződnek , március körüli pályán túl, ahol az anyag elég hideg ahhoz, hogy a különböző jégtípusok szilárd állapotban maradjanak. Addig nőnek, amíg nem lesznek elég masszívak ahhoz, hogy elkezdjék felhalmozni a héliumot - a korongból származó hidrogéngázt , a legkönnyebb, de a legdúsabb elemeket. Mivel ez a jelenség versenyben van, a becslések szerint a Jupiter és a Szaturnusz mindössze 10 000 év alatt felhalmozta tömegének nagy részét. A Szaturnusz Jupiterhez képest lényegesen kisebb tömege azzal magyarázható, hogy néhány millió évvel a Jupiter után keletkezett, amikor kevesebb gáz állt rendelkezésre a környezetében.
A Szaturnusz Nap körüli pályájának félig fő tengelye 1,427 milliárd kilométer (vagy 9 csillagászati egység ). Átlagos keringési sebessége 9,68 km / s , fordulata kb. 29 és fél év (10 759 földi nap). A Szaturnusz elliptikus pályája 2,48 ° -kal dőlt a Föld pályasíkjához , az ekliptikához képest . A perihelion és az aphelion távolsága átlagosan 9,195 és 9,957 AU, annak orbitális excentricitása miatt 0,054.
A Jupiterhez hasonlóan a Szaturnuszon látható jellemzők a szélességtől függően különböző sebességgel forognak - a differenciális forgás - és így mindegyiknek megvan a saját forgási periódusa . Megállapodás szerint több rendszert határoznak meg, mindegyiknek a forgási periódusa.
Az első, amelynek időtartama 10 óra 14 perc 0 másodperc , megfelel az egyenlítői zónának, amely a déli egyenlítői öv északi széle és a boreális egyenlítői öv déli széle között húzódik. Az északi és a déli sarkvidék is kapcsolódik az első rendszerhez.
A második az összes többi szélességet érinti, és a forgási periódus egyezmény szerint 10 óra 39 perc 24 másodperc .
Végül egy harmadik rendszer a Szaturnusz rádiósugárzásának forgatására támaszkodik, amelyet különösen a Voyager 1 és a Voyager 2 detektált, mivel a Szaturnusz által kibocsátott hullámokat alacsony frekvenciákon blokkolja a Föld légköre , és forgási ideje 10 óra 39 perc 22 s . Ezt az értéket akkor tekintették egyenlőnek a bolygó belső forgásának időszakával, még akkor is, ha ez ismeretlen maradt. 2004-ben a Szaturnuszhoz közeledve Cassini azonban azt állította, hogy a Szaturnusz rádióforgási ideje jelentősen megnőtt a korábbi repülések óta, körülbelül 10 óra 45 perc 45 másodperc nélkül, a változás pontos oka nélkül.
2007 márciusában aztán megfigyelték, hogy a bolygó rádióemissziójának periódációja valójában nem felel meg a Szaturnusz forgásának, hanem a Szaturnuszt körülvevő plazmakorong konvekciós mozgásai okozzák, amelyek függetlenek a forgástól. Ezek lehetnek a következménye a jelenléte a gejzírek a hold Enceladus . Valójában az e tevékenység által a Szaturnusz pályáján kibocsájtott vízgőz elektromosan feltöltődik, és a Szaturnusz mágneses mezőjének ellenállását váltja ki , kissé lassítva annak forgását a bolygóéhoz képest.
2019-ben egy tanulmány azt sugallja, hogy a szezonális eltérések zavaró változók lehetnek a rotációs periódus mérésében. Valójában, ellentétben a Jupiterrel, amelynek forgási periódusa a rádióméréseknek köszönhetően már régóta ismert, és amelynek tengelyének dőlése 3 °, a Szaturnusz 27 ° -os dőléssel rendelkezik - több, mint a Föld 23 ° -a -, ezért ismeri az évszakokat . A kapott napenergia ezen változása az ellenállás hatására befolyásolná a Szaturnusz körüli plazmát és ezért annak forgási periódusát. Ugyanebben az évben a NASA azt javasolja, hogy a Szaturnusz forgási ideje a Cassini-szonda által rögzített legfrissebb adatok szerint 10 óra 33 perc 38 másodperc legyen . Ezt az értéket kaptuk megfigyelésével zavarokat gyűrűk . Azonban 2020-ban a bolygó NASA adatlapja mindig forgási periódusként mutatja a Voyager által visszaadott harmadik rendszer értékét , azaz 10,656 óra vagy 10 óra 39 perc 22 másodperc .
2020-ban a Szaturnusz 82 természetes műholdja ismert, közülük 53-at neveztek meg, a másik 29-et ideiglenesen kijelölték . Ezenkívül bizonyítékok vannak a Szaturnusz gyűrűiben lévő , több tíz-száz kisebb , 40 és 500 méter közötti átmérőjű műholdak jelenlétére , amelyek azonban nem tekinthetők holdnak. A legtöbb hold kicsi: 34 átmérője kevesebb, mint 10 km , 14 másiké pedig 10 és 50 km között van . Csak hét olyan masszív, hogy képesek legyenek gömb alakú formát ölteni saját gravitációjuk alatt: Titan , Rhea , Iapetus , Dione , Tethys , Enceladus és Mimas (a tömeg csökkenésével). A Hyperion esetében , amely a maga részéről szabálytalan alakú, ezt a nyolc holdat „főnek” mondják .
Hagyományosan a Szaturnusz 24 rendszeres műholdját - vagyis azokat, amelyek progresszív, szinte kör alakú és kissé megdöntött pályával rendelkeznek - a görög mitológiából származó titánokról vagy a Szaturnusz istenhez kapcsolódó alakokról neveztek el . A többiek mind olyan szabálytalan műholdak , amelyek pályája sokkal távolabbi és erősebben hajlik a bolygó egyenlítői síkjához - ami arra utal, hogy a Szaturnusz által elfogott tárgyakról van szó, valamint mérete harminc kilométernél kisebb, a Phœbé és a Siarnaq kivételével . Ők nevezték el óriások származó inuit , skandináv és kelta mitológiában .
A Titan a Szaturnusz legnagyobb műholdja, amely a bolygó körül keringő tömeg, beleértve a gyűrűket is, mintegy 96% -át adja. Felfedezte Christian Huygens az 1655 , ez az első hold figyelhető meg. A Naprendszer második legnagyobb természetes műholdja a Ganimédesz után - átmérője nagyobb, mint például a Merkúré vagy a Plútóé -, és az egyetlen olyan fő légköre , amelynek főleg nitrogénből áll , amelyben összetett szerves kémia képződik. Ez az egyetlen műhold tengerekkel és szénhidrogén-tavakkal .
A műhold, többnyire alkotják a rock és a víz jég , látja az éghajlat alakú felülete hasonló módon a mi történik a Földön , ami azt, hogy néha, mint egy „primitív Föld” . 2013 júniusában, a tudósok a Instituto de Astrofísica de Andalucía jelentett kimutatására policiklusos aromás szénhidrogének a mezoszféra Titan, egy lehetséges prekurzor élet . Így a mikrobiális földönkívüli élet lehetséges állomása, és egy lehetséges felszín alatti óceán az élet számára kedvező környezetet jelenthet. 2014 júniusában a NASA azt állította, hogy komoly bizonyítékai vannak arra, hogy a Titan légkörében a nitrogén az Oort felhő anyagaiból származik , amelyek üstökösökhöz kapcsolódnak , és nem a Szaturnuszt alkotó anyagokból.
A Szaturnusz második legnagyobb holdjának, a Rhea-nak saját gyűrűs rendszere és vékony légköre van . Az iapetus viszont figyelemre méltó színével - egyik féltekéje különösen fényes, míg a másik nagyon sötét - és hosszú egyenlítői gerincével rendelkezik. Dionéval és Téthysszel Jean-Dominique Cassini fedezte fel ezt a négy holdat 1671 és 1684 között.
William Herschel ezután 1789-ben fedezte fel Enceladust és Mimast. Az első, amelynek kémiai összetétele hasonlónak tűnik az üstökösökhöz , figyelemre méltó, mert erőteljes gázt és port gejzíreket bocsát ki , és a Déli-sark alatt folyékony vizet tartalmazhat . Így a mikrobiális élet potenciális élőhelyének is tekintik . Ennek a lehetőségnek a bizonyítékai például a sóban gazdag részecskék , amelyek " óceánszerű " összetételűek, ami azt jelzi, hogy az Enceladusból kiűzött jég nagy része folyékony sós víz elpárologtatásából származik. A Cassini 2015-ös áttekintése az Enceladuson található plume segítségével feltárja a legtöbb összetevő jelenlétét, amely szükséges a metanogenezist gyakorló életformák támogatásához . Mimas, eközben a felelős a kialakulását Cassini részlege, és a külseje - a kráter egyharmada az átmérője - teszi őt rendszeresen, mint a Halálcsillag a Csillagok háborúja saga .
2019 októberében a Carnegie Institute for Science csillagászainak egy csoportja 20 új műholdat figyelt meg, így a Szaturnusz a Naprendszer bolygója a legismertebb természetes műholdakkal, 82 megerősítve a Jupiter és a 79 hold előtt .
A Szaturnusz egyik legismertebb jellemzője a bolygógyűrűk rendszere, amely vizuálisan egyedivé teszi. A gyűrűk közel 360 000 km átmérőjű korongot képeznek - valamivel kevesebbet, mint a Föld-Hold távolság -, az A, B és C nevű fő gyűrűk a bolygó egyenlítőjétől mintegy 75 000 és 137 000 km között terjednek, és vastagságuk csak néhány tíz méter. Ezenkívül mindig ugyanolyan hajlásszögűek, mint a bolygó égtája. Ezek főként vizes jégből (a spektroszkópiás elemzések szerint 95–99% -ban tiszta vizes jégből ) állnak, nyomokban tartalmaznak tolin- szennyeződéseket és amorf szénbevonatot . Bár a Földről nézve folyamatosnak tűnnek, valójában számtalan részecske alkotja őket, amelyek mérete néhány mikrométertől tíz méterig terjed , és mindegyiknek különböző a pálya és a pálya sebessége. Míg a többi óriásbolygó - a Jupiter, az Uránusz és a Neptunusz - szintén gyűrűs rendszerrel rendelkezik, a Szaturnusz a Naprendszer legnagyobb és leglátványosabb , 0,2–0,6- os albedójával , amely akár a Földről is megfigyelhető távcsővel .
Ők láthatók először 1610. július 25Az olasz tudós Galileo köszönhetően teleszkóp ő gyártás. Ez két titokzatos függelékként értelmezi a Szaturnusz két oldalán, amelyek eltűnnek és újra megjelennek a bolygó pályája alatt, ahogyan a Földről nézik. A Galileo-nál jobb távcső előnyeit kihasználva a holland Christian Huygens 1655-ben elsőként sugallja, hogy valójában a Szaturnuszt körülvevő gyűrű, ezzel magyarázva az eltűnéseket, amelyeket megfigyelt az a tény, hogy a Föld áthalad annak síkjában. A 1675 , Jean-Dominique Cassini felfedezte, hogy vannak valójában több gyűrű egy részlege között; mint ilyen, a megfigyelt elválasztást, amely az A és B gyűrű között helyezkedik el, tiszteletére " Cassini osztódásának " nevezik. Egy évszázaddal később James Clerk Maxwell bebizonyította, hogy a gyűrűk nem szilárdak, hanem a valóságban nagyon sok részecskéből állnak.
A gyűrűk betűrendben vannak megnevezve felfedezésük sorrendjében. Viszonylag közel vannak egymáshoz, gyakran keskeny "osztásokban" helyezkednek el - a közel 5 ezer kilométer széles Cassini-rész kivételével -, ahol a részecskesűrűség nagymértékben csökken. Ezeket az osztódásokat leginkább a Szaturnusz holdjainak, különösen a pásztor műholdak gravitációs kölcsönhatása okozza . Például Pan az Encke , Daphnis pedig a Keeler felosztásban található , amelyet hatásukkal hoztak volna létre - ez lehetővé teszi ezen műholdak tömegének pontos kiszámítását is. Cassini felosztását viszont úgy tűnik, hogy Mimas gravitációs vonzata alkotja .
A gyűrűk vízbősége sugárirányban változik, a legkülső A gyűrű a jégvízben a legtisztább; ez a bőségváltozás meteor bombázással magyarázható . Az A , B és C gyűrűk a legjobban láthatóak - a B gyűrű a legfényesebb közülük -, ezért "főnek" tekinthetők . A D , E , F és G gyűrűk viszont gyengébbek, és később felfedezték őket. Az E gyűrű jégének egy része az Enceladus hold gejzírjeiből származik .
2009-ben egy sokkal távolabbi gyűrűt tárt fel az infravörös Spitzer műhold . Ez az új gyűrű, az úgynevezett Phoebe-gyűrű , nagyon vékony, és egybeesik a Szaturnusz egyik holdjával: Phoebe-vel . Feltételezzük tehát, hogy a hold lesz az eredete és megosztja retrográd pályáját .
Vezetéknév | Belső sugár | Külső sugár | Szélesség
(km) |
Vastagság
m) |
Valaki után elnevezve | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
km | R S | km | R S | ||||
D gyűrű | 66,900 | 1.110 | 74 510 | 1.236 | 7 610 | ? | |
C gyűrű | 74,658 | 1.239 | 92 000 | 1.527 | 17 342 | 5. | |
B gyűrű | 92 000 | 1.527 | 117,580 | 1,951 | 25,580 | 5-10 | |
Cassini osztály | 117,500 | 1.95 | 122,200 | 2.03 | 4,700 | - | Jean-Dominique Cassini |
A gyűrű | 122 170 | 2.027 | 136,775 | 2,269 | 14,605 | 20–40 | |
Encke osztály | 133,589 | 2,216 | - | - | 325 | - | Johann franz encke |
Keeler osztálya | 136,530 | 2,265 | - | - | 35 | - | James Edward keeler |
Roche osztály | 136,775 | 2.284 | 139,380 | 2.313 | 2,600 | ? | Edward Roche |
F gyűrű | 140 180 | 2.326 | - | - | 30-500 | ? | |
G gyűrű | 170 000 | 2.82 | 175 000 | 2.90 | 5000 | 1 × 10 5 | |
E gyűrű | 181 000 | 3 | 483 000 | 8. | 302 000 | 1 × 10 7 | |
Phoebe gyűrűje | ~ 4.000.000 | 66 | > 13 000 000 | 216 | - | - | Phoebe |
Kialakulásuk mechanizmusát illetően nincs egyetértés, de főleg két fő hipotézist javasolnak a gyűrűk eredetére vonatkozóan. Az egyik hipotézis szerint a gyűrűk a Szaturnusz elpusztult holdjának maradványai, a második az, hogy a gyűrűk megmaradtak az eredeti ködös anyagból , amelyből a Szaturnusz képződött. Ha ezek az elméleti modellek azt feltételezik, hogy a gyűrűk a Naprendszer történetének korai szakaszában jelentek volna meg , a Cassini szonda adatai mégis azt jelzik, hogy sokkal később keletkezhettek, és életkorukat így becslések szerint körülbelül 100 millió évre becsülik 2019-ben. , 100 millió éven belül eltűnhetnek. Ezeknek a felfedezéseknek az eredményeként a gyűrűk megjelenésének magyarázata az a kedvelt mechanizmus, hogy egy jeges hold vagy egy nagyon nagy üstökös behatolt volna a Szaturnusz Roche- határába.
A bolygó trójai aszteroidája egy aszteroida, amely a Nap- bolygó rendszer Lagrange (L 4 vagy L 5 ) két stabil pontjának egyikén helyezkedik el , vagyis 60 ° -kal elöl vagy mögött helyezkedik el a bolygó pályáján. A Szaturnusznak azonban nincs ismert trójai aszteroidája, ellentétben a Földdel , a Marssal , a Jupiterrel , az Uránusszal és a Neptunussal . Úgy gondolják, hogy az orbitális rezonancia mechanizmusok , köztük a világi rezonancia , felelősek a Szaturnusz trójai hiányáért.
Míg az Urán szabad szemmel látható, nagyon jó körülmények között - főleg, ha szemben áll - és nagyon sötét égbolton, a Szaturnuszt gyakran a Naptól legtávolabbi bolygónak, és általában szabad szemmel látható Földnek tekintik. Az éjszakai égbolton a bolygó fényes, sárgás fénypontként jelenik meg, átlagos látszólagos nagysága 0,46 - szórása 0,34. A nagyságrendbeli eltérések nagy része a gyűrűrendszer dőléséből adódik a Naphoz és a Földhöz képest. Ennek oka, hogy a legfényesebb -0,55 nagyságrend akkor következik be, amikor a gyűrűk síkja leginkább megdől, és a leggyengébb 1,17 nagyságrend akkor következik be, amikor a legkisebb.
Ezen túlmenően, a Szaturnusz és a gyűrű legjobban látható, amikor a bolygó közel van a felszólalást , egy nyúlás 180 ° a Naptól A szaturnuszi ellenállás szinte minden évben előfordul, mivel a Szaturnusz szinódikus periódusa 378 nap, de kevésbé befolyásolja a láthatóságát, mint a gyűrűk helyzete. Például a2002. december 17, A Szaturnusz a legragyogóbbnak tűnt a gyűrűinek a Földhöz viszonyított kedvező iránya miatt, még akkor is, ha a bolygó mégis közelebb volt a következő ellenzék során 2003 végén.
Ahhoz, hogy tiszta képet kapjunk a Szaturnusz gyűrűiről, erőteljes távcsövet vagy kis teleszkópot kell használni . Amikor a Föld átlépi a gyűrűk síkját, amely Szaturnusz-évben kétszer fordul elő (kb. 15 Föld-évente), a gyűrűk rövid időre eltűnnek a látótérből, mivel átlagosan néhány száz méter vastagságúak. Ilyen "eltűnés" 2025-ben következik be legközelebb, de a Szaturnusz túl közel lesz a Naphoz ahhoz, hogy megfigyelhesse. Ezenkívül egy amatőr távcső segítségével is megfigyelhetők a főbb jellemzők, például az északi féltekén a nyári napforduló közelében megjelenő nagy fehér foltok .
Körülbelül 29,5 évbe telik, mire a Szaturnusz teljes pályát és az ekliptika teljes körét teljesíti az állatöv háttérképei mögött . Esetenként a Szaturnuszt eltakarja a Hold - vagyis a hold eltakarja a Szaturnuszt az égen. Mint a Naprendszer minden bolygójánál, a Szaturnusz okkultációi is „évszakokban” fordulnak elő. A szaturnuszi okkultációk havonta, körülbelül 12 hónapig zajlanak, majd körülbelül öt évig, amely alatt ilyen tevékenységet nem rögzítenek. Mivel a Hold pályája több fokkal megdől a Szaturnuszéhoz képest, okkultációk csak akkor fordulnak elő, ha a Szaturnusz az ég egyik pontjának közelében van, ahol a két sík metszi egymást - mind a Szaturnusz éve, mind a csomópont precessziós periódusa 18,6 A Hold keringésétől számított földi évek befolyásolják a periodicitást -.
A Szaturnusz az őskortól ismert, és a történelem elején a különböző mitológiák egyik fő alakja . Az ókortól kezdve és az Urán 1781-es felfedezése előtt ez volt a Naptól a legtávolabbi bolygó, amely a Naprendszer szélső határát jelöli a csillagászok fejében. Az ókori Egyiptomban , ez jelképezi az istenséget Horus a Hor-ka-pet ( „égi bika” ), míg a sumérok hívják Lubat-saguš ( „sun csillag” ). A csillagászok babiloni megfigyelni és rögzíteni a mozgását Saturn rendszeresen, mivel legalább a IX -én század ie. Kr. , Kajamanu néven .
Az ókori görögben a bolygót Φαίνων Phainon néven ismerték , majd a római időkben "a Szaturnusz csillagaként " , a mezőgazdaság isteneként , ahonnan a bolygó modern nevét kapta. A rómaiak a Szaturnusz istent a Titan Cronos megfelelőjének tartják ; az új görögben a bolygó Kronos ( új görögül : Κρόνος ) nevét őrzi . Ezenkívül a görög név továbbra is melléknévi formában használatos , különösen a kronokrossz aszteroidák esetében . Claude Ptolemaiosz görög csillagász a Szaturnusz pályájára vonatkozó számításait olyan megfigyelésekre alapozza, amelyeket rájön, miközben az ellenzékben van, és feltételezi, hogy nagyon hideg van a Naptól való távolsága miatt, amelyet aztán a Vénusz és a Mars között keres .
A hindu asztrológiában a Szaturnuszt Shani néven ismerik, és cselekedeteik alapján ítélik meg az embereket. Az ősi kínai és japán kultúra a Szaturnuszt "a föld csillagának " (土星) nevezi az öt elem Wuxing kozmológiájában . Az ókori héberben a Szaturnuszt "Shabbathai" -nak hívják, angyala pedig Cassiel .
A Három Királyok Csillagát vagy Betlehemi Csillagot néha novának , szupernóvának vagy akár Halley üstökösének is nevezik , ezeket a hipotéziseket végül félretették, mert Heródes uralkodása alatt egyik sem történt meg . Tehát a jelenlegi magyarázat az, hogy az intenzív fényt a Jupiter és a Szaturnusz összekapcsolása hozta létre az év soránKr. E. 7 J.-C.
A 1610 , Galileo , miután felfedezte a Jupiter négy holdja - a Galilei-műhold - hála a csillagászati távcső a tervének, úgy dönt, hogy az új eszköz megfigyelni a Szaturnusz. A bolygóra mutogatva először figyeli meg a gyűrűit, de teleszkópjának túl alacsony felbontása ( 20-as nagyítás ) miatt nem érti azok természetét : meglátja és felhívja őket, mint két nagyon nagy hold, amely a Szaturnuszt veszi körül. . Egy levélben a bolygót úgy írja le, hogy "nem egyetlen csillag, hanem három összetételű, amelyek szinte egymást érik, soha nem mozognak egymáshoz képest, és amelyek az állatöv mentén helyezkednek el, a középső pedig háromszor nagyobb, mint a csillag. két oldal ” .
A 1612 , a Föld halad a síkban a gyűrűk - amely történetesen körülbelül egyszer minden 15 év - eltűnnek a látását: ez meglep vele, de lehetővé teszi számára, hogy megértsék, hogy a Szaturnusz a valóságban egyetlen szerv; ő is a történelem során elsőként figyelte meg ezt a csillagászati eseményt. Ugyanakkor nem érti ennek az eltűnésnek az eredetét, sőt a csillag nevének mitológiai eredetére hivatkozva azt írja, hogy a Szaturnusz "felfalta volna a saját gyermekeit" . Aztán 1613 -ban újra megjelennek anélkül, hogy Galilei képes lenne hipotézist felállítani azzal kapcsolatban is, amit megfigyelt.
1616-ban újra megtervezte a gyűrűket, ezúttal úgy, mint a bolygó körüli fogantyúk. Majd azt írta: "a két társ már nem kis gömbök, hanem sokkal nagyobb és már nem kerek ... félig ellipszisek, közepén és alakjának apró fekete háromszögei és a Szaturnusz földgömbjével szomszédosak, amelyet mindig kereknek tekintenek ” .
A 1655 , Christian Huygens , távcsővel nagyítású 50, felfedezte közelében Saturn egy csillag amely később nevezték Titan . Ezen kívül először feltételezi, hogy a Szaturnuszt szilárd, „karokból” kialakított gyűrű veszi körül . Három évvel később Systema Saturnium című könyvében elmagyarázza a Galileo által korábban megfigyelt gyűrűk eltűnésének jelenségét. 1660-ban Jean Chapelain feltételezi, hogy ezek a gyűrűk nagyon sok kis műholdból állnának, ami észrevétlen marad, mert a csillagászok többsége ekkor úgy gondolja, hogy a gyűrű szilárd.
1671-ben és 1672-ben, a gyűrűk eltűnésének jelensége alatt Jean Dominique Cassini felfedezte az Iapetust, majd Rhea-t , a Titan után a Szaturnusz két legnagyobb holdját. Később, 1675-ben és 1676-ban megállapította, hogy a gyűrű több gyűrűből áll, amelyeket legalább egy osztás választ el egymástól; közülük nagyobbat - és azt, amelyet valószínűleg megfigyelt, elválasztva az A és a B gyűrűt - később Cassini felosztásának nevezik el róla. Végül 1684-ben fedezte fel két újhold: Tethys és Dione . Ezután megnevezte a felfedezett négy holdat: Sidera Lodoicea ("Lajos csillagai") XIV Lajos francia király tiszteletére .
William Herschel - szintén az Uránusz bolygó felfedezője - munkája alatt egy évszázadon keresztül nem történt más jelentős felfedezés . 1780-ban egy fekete vonalat jelentett a B gyűrűn, amely felosztás valószínűleg azonos azzal, amelyet Johann Franz Encke észlelt 1837-ben, és amely utóbbi nevét az Encke felosztásaként veszi fel . 1789-ben, amikor a gyűrűk eltűntek, két másik holdat azonosított: Enceladust és Mimást . Ez a megfigyelés azt is lehetővé teszi számára, hogy megerősítse, hogy a bolygó a pólusoknál ellaposodik, amire csak korábban gyanakodtak, és a gyűrűk vastagságának első becslését, mintegy 500 kilométeren. Végül 1790-ben meghatározta a gyűrűk forgási periódusát 10 óra 32 percnek , ami nagyon közel áll a valósághoz. Pierre-Simon Laplace de , a Kepler törvényei , akkor egy első becslést a távolság a Föld a Naptól 1,4 milliárd kilométert. Látszólagos méretéből kiindulva a bolygó átmérőjét 100 000 km-re , a gyűrűk átmérőjét pedig 270 000 km-re becsüli .
1848-ban William Cranch Bond és fia, George Phillips Bond először megfigyelték a Hyperiont , a Titannal keringő orbitális rezonancia műholdat, amelyet két nappal később önállóan is felfedezett William Lassell - két évvel korábban a Neptunusz legnagyobb holdjának , Tritonnak a felfedezője . A következő évben Edouard Roche azt sugallja, hogy a gyűrűk akkor jöttek volna létre, amikor egy műhold megközelítette a Szaturnuszt, és hogy az árapályerők hatására lebomlott ; egy koncepció, amely ezt követően felveszi a Roche limit nevét .
Az 1850-es években számos megfigyelés történt a C-gyűrűn keresztül , amelyet éppen apa és fia, Bond fedezett fel, és aláássa a szilárd gyűrűk elméletét. 1859-ben James Clerk Maxwell kiadta a Szaturnusz gyűrűinek mozgásának stabilitásáról szóló könyvét , amelyben azzal érvelt, hogy a gyűrűk valójában "határozatlan számú, egymással nem összekapcsolt részecskéből" állnak , amelyek mindegyike önállóan kering a Szaturnusz körül; ez a munka elnyerte neki Adams-díjat . Ezt az elméletet 1895-ben James Keeler és William Campbell által a Lick Obszervatóriumban végzett spektroszkópos vizsgálatok igazolták , amelyek során megfigyelték, hogy a gyűrűk belső részei gyorsabban keringenek, mint a külső részek.
1872-ben Daniel Kirkwoodnak sikerült meghatároznia, hogy Cassini és Encke megosztottsága visszhangzik az akkor ismert négy belső holddal: Mimas, Enceladus, Tethys és Dione.
A XIX . Század második felében a fénykép fejlődik, és a Szaturnusz most elsődleges célpont: sok asztrofotós a Warren utcától a John R. Commonsig Paul Henry és Prosper Henry testvérek révén, majd képet készít, az első elismerésé sikeres fénykép megosztása a Commons és a Henry testvérek között.
1899-ben William Henry Pickering felfedezte a Phoebét , egy szabálytalan műholdat, amely nem volt szinkron forgásban és retrográd pályával rendelkezik . Ez az első ilyen fajta, ráadásul ez az egyetlen Szaturnusz hold, amelyet egy Föld-megfigyelés során fedeztek fel, anélkül, hogy kihasználta volna a gyűrűk eltűnését.
A XX -én században , és a XXI th században , a legtöbb információt a bolygó majd ismertek a különböző küldetések az űrkutatási . Azok az események azonban, amelyekben a Föld keresztezi a gyűrűk síkját, továbbra is a Föld megfigyelésére szolgálnak. Például 1966-ban az Allegheny Obszervatórium lefényképezte a később E-gyűrűnek nevezett fotókat, és felfedezték a Janus és Epimetheus holdakat ; majd 1979-ben és 1980-ban három új csapatot hoztak létre külön csapatok: a Télesto , a Calypso és a Hélène . A Hubble űrtávcső a Saturn rendszer aktivitását is folyamatosan nyomon követi, néha figyelemre méltó képeket ad vissza, például egy 2009-ben megfigyelt négyszeres tranzitot.
Az utolsó negyedévben a XX th században, a Szaturnusz által látogatott három űrszondák a NASA , hogy végre egy felüljáró is: Pioneer 11 in 1979 , Voyager 1 a 1980 és Voyager-2 az 1981 .
Miután használta Hintamanőver származó Jupiter , Pioneer 11 hordozza az első flyby Szaturnusz 1979 szeptemberében és töltött mintegy 21 000 km- re felhő teteje a bolygó, csúszik a belső gyűrű és a felső réteg a légkörben. Az űrhajó alacsony felbontású fényképeket készít a bolygóról és néhány műholdjáról, bár felbontásuk túl alacsony ahhoz, hogy felszínük részleteit felismerjék. Az űrszonda a bolygó gyűrűit is tanulmányozza, feltárva a vékony F gyűrűt és megerősítve az E gyűrű létezését ; az a tény is, hogy a gyűrűk felosztása fényesnek tűnik, ha a szonda nagy fázisszöggel nézi, finom fényszóró anyag jelenlétét tárja fel, és ezért nem üresek. Ezen túlmenően, a Pioneer 11 kiterjedt adatokat Szaturnusz magnetoszféra és légkör, valamint Titán első hőmérséklet-mérési át 80 K (-193 ° C) .
Egy évvel később, novemberben 1980-as , a Voyager 1 viszont járt a szaturnuszi rendszert. A szonda visszatér az első nagy felbontású képeket a bolygó, a gyűrűk és holdjai, beleértve Dione , Mimas és Rhea . A Voyager 1 titán felülrepülést is végez , növelve a hold légkörének ismeretét , többek között azt, hogy a látható hullámhosszakon áthatolhatatlan - megakadályozva a felszíni részletek képalkotását -, valamint az etilén és más szénhidrogének nyomainak jelenlétében . Ennek az utolsó repülésnek az a következménye, hogy mélyen megváltoztatja a szonda pályáját, és kidobja azt az ekliptikus síkból .
Szinte egy évvel később, 1981 augusztusában a Voyager 2 folytatta a tanulmányt. A bolygó közepétől 161 000 km- t haladva tovább1981. augusztus 26, közelképeket készít a holdakról, és a korábbi szondáknál érzékenyebb kameráinak köszönhetően bizonyítékot szolgáltat a légkör és a gyűrűk evolúciójáról. Sajnos a repülés során a kormányozható kamera platformja több napra beragad, ami azt jelenti, hogy néhány fénykép nem készíthető a kívánt szögben, és ez a felvett adatok egy részének elvesztését eredményezi. A Szaturnusz gravitációs segítségét végül arra használják, hogy a szondát az Uránusz, majd a Neptunusz felé irányítsa , ezzel a szondával az első és az egyetlen, aki meglátogatta ezt a két bolygót.
A Voyager program számos felfedezést tesz lehetővé, például számos új műhold felfedezését, amelyek a bolygó közelében vagy annak gyűrűiben keringenek, beleértve az Atlas-t, valamint a Prometheus és a Pandora juhász műholdakat (az első, amit valaha felfedeztek), vagy három új osztást a gyűrűkben, majd hívták Maxwell , Huygens és Keeler . Ezenkívül a G gyűrű fedetlen, és a "küllők" - sötét foltok - figyelhetők meg a B gyűrűn .
Szonda | Keltezett | Űrügynökség | Távolság (km) | Főbb eredmények |
---|---|---|---|---|
Pioneer 11 | 1 st szeptember 1979 | NASA | 79 000 | A Szaturnusz első sikeres repülése.
Az F gyűrű felfedezése . |
Utazás 1 | 1980. november 12 | NASA | 184,300 | Első képek nagy felbontásban. |
Utazás 2 | 1981. augusztus 25 | NASA | 161 000 | A Szaturnusz gravitációs segítségének felhasználása az Uránushoz, majd a Neptunuszhoz való eljutáshoz . |
Cassini-Huygens küldetés a feltárása a Szaturnusz rendszer „s NASA együttműködve Európai Űrügynökség és az olasz űrügynökség , az integrált programban kiemelt . Indult tovább 1997. október 15Az űrszonda áll a Cassini szonda a NASA által kifejlesztett, és a Huygens leszállóegység által kifejlesztett ESA - illetve elnevezett Jean-Dominique Cassini és Christian Huygens , két tudós, akik nagy fejlett tudás a bolygó XVII th században. 2004 júliusában a Szaturnusz körüli pályára állították , a landoló 2005 januárjában landolt a Titánon, és az orbita folytatta tanulmányait - az eredetileg tervezett négyéves időtartamon túl két misszió meghosszabbítása után - egészen addig, amíg 2017. szeptember 15ahol a Szaturnusz légkörében lebomlik, hogy elkerülje a természetes műholdak szennyeződésének kockázatát .
Huygens információkat gyűjt és fotóáradatot készít az ereszkedés és a leszállás után. A tervezési problémák és a kommunikációs csatorna elvesztése ellenére a leszállónak egy olajtó közelében sikerült leszállnia , hogy méréseket végezzen .
A Cassini továbbra is a Szaturnusz körül kering, és folytatja a magnetoszféra és a Szaturnusz gyűrűinek tudományos tanulmányozását, kihasználva a műholdakból származó rövid távolságokat , hogy részletes adatokat gyűjtsön róluk és képeket szerezzen a Szaturnusz-rendszer minőségéről.
Ami a holdak a Szaturnusz , a Cassini lehetővé teszi, hogy finomítsa a tudás a Titán felszínére - és a nagy szénhidrogén tavak és számos sziget és hegyek -, valamint a készítmény hangulatát , hogy felfedezzék a gejzírek a Enceladus így egy helyen elősegíti az élet megjelenését , hogy megszerezze az első részletes képeket Phœbéről - amelyre 2004 júniusában repül -, és felfedezzen hat új nevű holdat, amelyek között például Méthone és Pollux található .
A keringő részletesen elemzi a Szaturnusz gyűrűinek szerkezetét , még egy korábban ismeretlen újat is lefényképez, amely az E és a G gyűrűn belül helyezkedik el , és megfigyeli az óriásbolygó légkörének csodálatos képződményeit pólusain - például a Szaturnusz hatszögét . Ezenkívül a Szaturnusz gyűrűire gyűjtött adatok az utolsó pályák során lehetővé teszik életkoruk megbecsülését: kevesebb mint 100 millió évvel ezelőtt jelentek volna meg, és 100 millió éven belül eltűntek.
Röviden: a Cassini űrszonda küldetése során 293 pályán kering a Szaturnusz körül, és 127 Titan, 23 Enceladus és 162 egyéb hold bolygót repül át olyan körülmények között, amelyek lehetővé tették a kiterjedt vizsgálatok elvégzését. 653 gigabájt tudományos adatot gyűjtenek, és több mint 450 000 fénykép készül. A Cassini-Huygens misszió teljesíti tudományos célkitűzéseit, ezért a sok előállított minőségi adatnak köszönhetően nagy sikernek számít.
A Szaturnusztól távol eső bolygó űrszondájával történő felfedezés nagyon drága az űrhajó eléréséhez szükséges nagy sebesség, a küldetés időtartama és a gyengébb napsugárzást kompenzálni képes energiaforrások igénybevétele miatt. , például nagyon nagy napelemek vagy radioizotóp termoelektromos generátor .
2008-ban a NASA és az Európai Űrügynökség tanulmányozta a Titan Saturn System Missziót (TSSM), amely tartalmaz egy keringőt, egy leszállót és egy hőlégballont, amelyek a Titan tanulmányozását szolgálják , de a következő évben ezt a projektet felhagyták. A Discovery program keretein belül egy olcsóbb küldetést is terveznek, a Titan Mare Explorer (2011), de végül nem marad meg.
A Szaturnusz és holdjai (különösen az Titan és az Enceladus, amelyek életet védhetnek) tudományos érdeklődése előtt azonban a Cassini-Huygens utódjait javasolják a NASA Új határok programja keretében . Így 2017-ben, öt küldetések kerülnek értékelésre: űrjármű, amely felmérést végeznek a búvárkodás a légkörbe Szaturnusz ( SPRITE ), két küldetés amely elemzi, meg pontosan az anyag kiadja a gejzírek a Enceladus a repülő felett ezen a holdon többször, és meghatározná az életformák jeleinek lehetséges jelenlétét ( ELSAH és ELF ), végül két olyan missziót, amelynek célja a Titan mélyebb tanulmányozása volt, az első a pályán ( Oceanus ), a második pedig a technika szempontjából merészebb. egy drón eszköze, amely több tíz kilométeres repülést végez a Hold felszínén alacsony gravitációjának és nagy légköri sűrűségének kihasználásával ( Szitakötő ). Végül csak a Szitakötő küldetést választják ki 2019-ben a 2026-ban tervezett indulásra és a Titanra 2034-ben érkezésre.
A Szaturnusz számos tudományos-fantasztikus műben van jelen, és reprezentációja a bolygóról szóló ismereteknek megfelelően alakult. Az első, a Szaturnuszt idéző tudományos-fantasztikus művek között szerepel különösen Voltaire Micromégas (1752) . Abban az időben ez volt a Naptól ismert legtávolabbi bolygó - az Uránt majd 1781-ben, a Neptunust pedig 1846-ban fedezték fel, és gázszerkezete nem volt ismert. Így a bolygót szilárdnak írják le, és két kilométer magas óriások lakják rajta , 72 érzékkel és 15 000 év várható élettartammal; a „Szaturnusz Akadémia” titkára ezután kíséri a főszereplőt, a Micromegast a Földön . Egy évszázaddal később, Hector Servadac-ban (1877) Jules Verne üstökössel lovagolva a kalandorokat elhaladja a Szaturnusz közelében . A szerző leírja, majd sziklásnak rajzolja, elhagyatott szilárd felülettel, 8 műholddal és 3 gyűrűvel.
Miután a modern tudomány felfedte, hogy a bolygónak nincs szilárd felülete, és hogy légköre és hőmérséklete ellenséges az emberi élettel szemben, reprezentációja ennek megfelelően alakul. Emellett bolygógyűrűi és hatalmas holdrendszere a tudományos fantasztikum általánosabb keretévé válik, például Isaac Asimov La Voie martienne-jében (1952) vagy Alain Damasio La Zone du Dehors-jában (2007) . A Szaturnusz légkörében lebegő városokat is figyelembe vesszük, mint Charles Stross Accelerando-ban (2005) .
A moziban főleg Tim Burton képviseli Beetlejuice-ben (1988) , ahol óriási homokférgek lakják , vagy Christopher Nolan (2014) Interstellar (2014) háttereként szolgál, a NASA négy űrhajóst küldött a bolygó közelébe a féreglyuk elérésének célja .
„Szaturnusz, az Bringer Old Age” az 5 th mozgás munka nagy zenekar a bolygók , tagjai és írta Gustav Holst között 1914 és 1916 Ezen kívül a Szaturnusz egy dal a csoport szikla amerikai Sleeping at Last .
A szimbólum „ ♄ ”, ősi eredetű, képviselné a sarló az isten Szaturnusz vagy fog származó kisbetűs görög betű kappa , kezdeti az ókori görög Κρόνος ( Kronos ). Mindazonáltal a Nemzetközi Csillagászati Unió javasolja a „ replac ” szimbólum kicserélését az „S” rövidítésre , amely az angol Saturn kezdőbetűjének megfelelő latin S nagybetűnek felel meg .